钻井液黏度对套管磨损影响的实验研究

在深探井钻井过程中，套管磨损问题越来越引起广泛重视。钻井液作为套管和钻杆之间的介质，研究其黏度对套管和钻杆磨损的影响具有重要的现实意义。采用磺化水基钻井液，针对钻井液的黏度进行了一系列不同工况下的套管和钻杆磨损实验。结果表明，清水在钻杆接头和套管之间的磨损中，减磨效果最差，套管磨损表面呈现大量的剥落坑；套管和钻杆的磨损主要是接触疲劳磨损和磨粒磨损共同作用的结果，出现了大量的剥落和球状颗粒；高黏度钻井液比低黏度的钻井液润滑作用强，因此钻井液黏度越高，套管和钻杆的摩擦系数越低，减缓了套管和钻杆的磨损，延长了套管和钻杆的使用寿命。     

超高密度重晶石钻井液体系的研究与应用

针对超高密度钻井液体系使用铁矿粉加重,进而导致对钻井设备、钻具及套管磨损严重的问题,研究开发了一套超高密度重晶石钻井液体系。该体系通过在迪那204井上的现场应用表明,该钻井液性能优良,较好地满足了井下安全,减磨效果明显,循环压耗低,很适用于高压窄窗口气层钻进,达到了预期的效果。     

深井和超深井套管磨损研究现状及发展趋势

在深井、超深井、大斜度井、大位移井及水平井钻井中,钻井时间延长,钻杆运动复杂,使其作用在套管上的侧向力增大,因此套管和钻柱的摩擦与磨损问题越来越突出。概述了近年来国内外深井、超深井套管磨损机理及预测技术的研究动态,讨论了套管磨损的机理及其影响因素,指明今后关于深井、超深井套管磨损研究的发展趋势。     

一种新的深井套管磨损计算方法

根据深井、超深井钻柱的涡动特性提出了一种新的套管磨损计算方法。补充了磨损效率模型只能对狗腿处套管进行磨损预测的缺陷；并对套管和钻杆磨损进行了解析计算，可利用钻杆的实际磨损状况对计算参数进行调整。模型在塔里木油田多口油井的应用表明，钻柱涡动带来的套管磨损不容忽视，模型的计算结果与实际状况较符合，能为现场施工提供较好的预测数据。     

深井和超深井套管磨损性质探讨

深井、超深井套管磨损是我国当前油气田钻井工程领域急需解决的重大技术难题之一。在深入讨论深井、超深井套管磨损工况特点的基础上，指出了现有套管磨损理论及试验方法存在的不足，认为在这类井的深井段，套管磨损实质上是一种含磨料钻井液介质条件下的冲击一滑动复合磨损问题，现有以静载．滑动为基本工况的套管磨损试验方法并不适合用于评价深井超深井套管防磨工艺性能。所提出的观点为深井、超深井套管磨损机理及试验方法研究指明了新的方向。     

活化铁矿粉首次在油田应用

活化铁矿粉是在普通铁矿粉的基础上，利用活化处理剂对其颗粒表面处理而制得的一一种新型加重材料，它具有粘度效应低、动力稳定性好等特点，首次在柯２１８井中使用，就发现具有效果良好、经济效益显著优良性能。     

深井和大位移井套管磨损程度预测

为提高套管柱强度设计准确性,防止磨损失控情况发生,深入分析了套管磨损预测技术。结合定向井钻柱力学研究成果,考虑钻柱刚度和屈曲的影响,推导了深井和大位移井的钻柱拉力-扭矩方程,建立了基于能量原理的套管磨损程度预测模型,并编制了预测软件。该预测软件可以预测包括钻进、起下钻具等作业过程的,不同套管柱层次、钻具组合、井眼轨迹、钻井液类型和钻井参数等情况的全井段不同井深所对应的套管磨损量。实例计算结果表明,编制的预测软件减小了人为的估计误差,预测值更为准确可靠。研究成果为深井和大位移井安全高效钻进提供了新的技术支持。      

抗盐钙抗高温的活化重晶石PF—BARA

分析了新型活化重晶石PF－BARA的表面改性机理,活化重晶石改善其在钻井液中的动力稳定性及钻井液流变性的机理,评价了活化重晶石PF－BARA的各项性能,PF－BAR A适用于淡水,海水及饱和盐水钻井液全系,与以前的活化重晶石相比,PF－BAR A不仅具有原活化重晶石具有的抗高钙,高盐的能力,而且抗高温能力进一步提高,适应主密度钻井液的要求,使密度为2．4g/cm^3的钻井液在210C条件下仍具有良好的流变性能。     

YK1井技术套管磨损分析

通过对ＹＫ１井技术套管磨损进行力学分析，认为井身质量（尤其是全角变化率）、钻柱轴向拉力及侧向力、钻井时间、套管强度、套管内外钻井液密度、固井质量等是影响深井（超深井）套管磨损的主要因素。计算了该井技术套管磨损量并描述了套管磨损形状。     

含细PTFE粉润滑油摩擦磨损特性研究

在四球试验机上研究了含超细聚四乙烯粉（平均粒径在１μｍ左右）的润滑油摩擦磨损特性。结果表明加入１ｗ％的超细聚四氟乙烯粉即可改善２０号机械润滑油的抗磨减摩性能。这种作用效果的发挥依赖于摩擦时间。文中测试了含有超细ＰＴＦＥ粉的油样随着时间的延长浓度的变化，并对其润滑机理作了初步的探讨。     

射孔对油气井套管抗挤压强度的影响

射孔是导致油水井套管技术性能变差的原因之一。油水井套管在井下承受均匀和非均匀2种形式的挤压载荷。通过对射孔后套管进行非均匀外载挤压试验,研究分析不同孔径、孔密等射孔参数,不同套管壁厚对套管抗挤压强度的影响。结果表明,同种外径的套管,壁厚对抗挤压强度的影响远大于射孔的影响,壁厚越大,强度越大;射孔孔径、孔密对套管抗挤压强度有影响,但射孔前后变化不大;套管承受非均匀外载时抗挤压强度下降较大,且非均匀性越强,下降越大。该文还对射孔段套管损坏的原因进行了分析,对套管防损和射孔参数选择堤出建议,为合理设计套管、选择射孔器以及射孔新技术推广应用提供了指导,以降低射孔对套管产生的损伤。     

活化铁矿粉技术及其效果评价

随勘探技术发展,高压超高压油气井日益增多,高密度、超高密度钻井液使用也越来越多.室内为配制密度大干2.4 g/cm3的超高密度钻井液,采用铁矿粉作为加重剂,并通过表面活化的原理对铁矿粉进行表面处理,以提高钻井液的固相容纳能力.该活化工艺借鉴了国内外相关产品的技术特点,以优选的表面活性剂为主要活化材料,并添加了无机盐和硅酸盐作为助吸附材料,提高了活化效果.室内实验表明,用活化铁矿粉加重的钻井液体系能保持良好的流变性和悬浮能力,能保证钻进时的正常循环,并且摩阻系数也低于常规铁矿粉加重钻井液.     

大红山铁精矿管道试车和调试研究

通过现场试验和调试研究,确定了大红山浆体管道的各种参数的运行范围,同时验证了管道输送系统的设计。根据生产运行情况,大红山铁精矿浆体管道输送能力完全达到了设计生产能力230×10^4t／a。     

铁矿粉对高密度水泥浆流变性的影响

以粒度级配和紧密堆积原理为理论依据,以嘉华G级高抗硫油井水泥和铁矿粉等为基本原料,采用NN—D6型六速旋转粘度计,研究了密度为2．6g/cm^3的高密度水泥浆体系中铁矿粉的形状、粒度及粒度级配对其流变性能的影响。结果表明：采用颗粒圆形度较好、粒度较大、粒度级配范围较宽的铁矿粉作为加重剂,可以改善高密度水泥浆体的流变性。     

国产油井套管的管理与使用

在分析国产油井套管现场使用中的损坏类型、使用方面存在的问题的基础上，有针对性地提出国产油井套管的使用条件及在现场管理与使用过程中的一套工艺技术措施，对促进油井套管的国产化有重要意义。     

围岩压力下套管承载能力的研究

本文对套管在对径载荷和均匀外压共同作用下的承载能力进行了理论分析和实验研究,从而建立了套管极限承载能力的方程组,可供套管或其它管壳的设计和研究参考。     

射孔开裂套管的剩余强度研究

经有限元分析提出了射孔开裂套管应力强度因子近似计算公式,采用最新的套管材料断裂韧性实验数据,研究了孔裂套管临界承载能力,阐述了J55、N80孔裂套管剩余强度与裂纹长度的关系,指出在套管设计中应考虑裂纹对套管强度的影响和消除套管射孔开裂的重要性。     

基于改性铁矿石载氧体的煤化学链转化

采用混合煅烧法分别合成了K、Na、Ca、Ni、Mn、Cu修饰改性的铁矿石载氧体,利用X射线衍射(XRD)和H₂程序升温还原(H₂-TPR)对其理化性质进行表征,并基于热重实验考察改性载氧体与褐煤的反应性能。结果表明:由于固溶体新物相的生成,6种改性后铁矿石载氧体的反应活性均明显高于改性前;其中K改性铁矿石载氧体的反应性能优于Na、Ca改性铁矿石载氧体,Cu、Ni改性铁矿石载氧体的反应性能优于Mn改性铁矿石载氧体;铁矿石载氧体与褐煤混合质量比在5/5至6/4时反应性能最佳;K改性铁矿石载氧体与褐煤的反应性能高于Ni改性铁矿石载氧体的。     

长距离铁精矿输送管道系统的运行调试

通过在冬季对包钢白云西矿铁精矿管道输送系统进行试车和调试,确定了管道系统的各种参数和运行范围,并成功进行了检测环管测试和满管道带浆停车8 h再启动的性能测试,测试结果完全符合设计参数的要求,验证了包钢白云西矿在极寒冷区域条件下采用HFW管道输送铁精矿是可行的。生产实践证明,包钢白云西矿铁精矿管道输送系统已经成功试生产,并且获得了该管道在极寒条件中的运行经验。     

气体钻井对井口四通冲蚀磨损规律研究

气体钻井中携岩气体冲击四通内壁是导致四通失效的主要原因。基于气固两相流和冲蚀理论,运用CFD软件对四通本体流体域进行数值计算,分别研究了实际钻井工况下钻杆偏心的情形和不同钻井工艺对四通本体的冲蚀规律。研究结果表明,随着偏心距的增大,岩屑的轴向速度逐渐增大,局部冲蚀速率也呈现增大的趋势;由于偏心造成的岩屑粒子轨迹偏转向四通宽流道一侧冲击,容易在局部造成严重的冲蚀缺陷,导致四通承压能力下降;在不同钻井工艺下,冲蚀速率峰值和流体速度峰值都随注气量和岩屑质量流量的增加而基本呈线性递增趋势,而与岩屑粒径成反比关系,四通出口压力对冲蚀速率的影响不大。因此,在实际钻井中应尽量减少钻杆的偏心作业,合理控制注气量、岩屑质量流量,以保证钻井作业的安全进行。